Костромская Государственная сельскохозяйственная академия

Факультет электрификации и автоматизации

сельского хозяйства

Кафедра электроснабжения

Пояснительная записка

к дипломному проекту

Реконструкция электроснабжения зоны подстанции "Рождественское" Шарьинских электрических сетей с обоснованием использования однофазных трансформаторов

Кострома 2007г.

Костромская Государственная сельскохозяйственная академия

Факультет электрификации и автоматизации
сельского хозяйства

Задание

на дипломное проектирование студенту

Тема дипломного проекта:

(утверждена приказом по академии № ********).

Срок сдачи студентом законченной дипломной работы

Исходные данные к дипломной работе: данные ДОАО “Костромаэнерго” о схемных и режимных параметрах подстанции «».

Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

Введение.

1. Технические условия района проектирования.

2. Обоснование нагрузок на сторонах 35/10 кВ.

3. Построение графиков нагрузок по режимным дням и выбор мощности трансформатора.

4. Технико-экономическое сравнение вариантов трансформаторов.

5. Расчет токов короткого замыкания.

6. Выбор и проверка оборудования подстанции.

7. Релейная защита трансформаторов.

8. Разработка схем управления наружным освещением.

9. Экономическая часть.

10. Техника безопасности.

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей).

1. Однолинейная схема ПС «Рождественское».

2. Графики нагрузок ПС «Рождественское».

3. Молниезащита ПС «Рождественское».

4. Результаты расчетов экономической части.

Релейная защита

Генеральный план

Схема ФР-2

Схема ФР-75

Дата выдачи задания ______________________________

Руководитель ________________

(подпись)

Задание принял к исполнению (дата) ___________________

___________________

(подпись студента)

АННОТАЦИЯ

В дипломном проекте рассмотрены вопросы необходимости и возможности реконструкции трансформаторной подстанции.

В специальной части рассматривается вопрос разработки схем управления наружным освещением.

Рассмотрены вопросы экологичности и безопасности проекта.

Записка состоит из 62 страниц печатного текста, 12 иллюстраций, 23 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка.

Введение

1. Технические условия района проектирования

2. Обоснование нагрузок на сторонах 35/10 кВ

3. Построение графиков нагрузок по режимным дням и выбор мощности трансформаторов

4. Технико-экономическое сравнение вариантов трансформаторов

4.1 Проверка трансформаторов на систематическую и аварийную перегрузку

4.2 Выбор трансформаторов на основе технико-экономического сравнения вариантов

4.2.1 Расчет исходного варианта

4.2.2 Расчет проектированного варианта

5. Расчет токов короткого замыкания

5.1 Составление расчетной схемы подстанции 110/35/10 кВ и ее схемы замещения с нанесением точек короткого замыкания

5.2 Определение сопротивления элементов сети

5.3 Преобразование расчетной схемы с приведением значений сопротивления к напряжению короткого замыкания

5.4 Определение значений полного суммарного сопротивления в точках короткого замыкания на стороне 10 кВ

5.5 Определение значений полного суммарного сопротивления в точках короткого замыкания на стороне 35 кВ

5.6 Определение значения тока трехфазного короткого замыкания на проектируемой подстанции

5.7 Определение значения ударного тока трехфазного короткого замыкания на проектируемой подстанции

5.8 Определение значения теплового действия тока трехфазного короткого замыкания на проектируемой подстанции

6. Выбор и проверка оборудования подстанции

6.1 Выбор источника оперативного тока и трансформаторов собственных нужд подстанции

6.2 Проверка аппаратуры подстанции.

7. Безопасность и экологичность проекта

7.1 Анализ показателей состояния охраны труда

7.2 Характеристика опасных и вредных факторов

7.3 Правила безопасности при монтаже электрооборудования

7.4 Пожарная безопасность

7.5 Средства пожаротушения

7.6 Защита от прямых ударов молнии

7.7 Организационно-правовые меры по безопасности и экологичности

7.8 Выводы по разделу

1. Экономическая часть

8.1 Определение капитальных вложений.

8.2 Расчет эксплуатационных издержек

Вывод по проекту

Приложения

Список использованной литературы

Введение

Перед энергетикой России, как и перед другими отраслями народного хозяйства, стоит важная задача - обеспечить такой темп роста производства, который в процессе создания материально - технической базы вывел бы Россию на первое место в мире по производству продукции на душу населения.

Важнейшим показателем работы промышленности труда является уровень производительности труда. Производительность труда в свою очередь в значительной степени определяется уровнем энерговооруженности и электровооруженности, которые за последние годы значительно выросли. Решением правительства России была разработана энергетическая программа на длительную перспективу. Ее основные положения, в частности, предусматривают:

- ускорение технического прогресса в отраслях топливно-энергетического комплекса;

- обеспечение опережающих темпов роста производства электроэнергии по сравнению с темпами роста добычи и производства первичных энергоресурсов;

- обеспечение стабильного высокого уровня добычи первичных энергоресурсов;

- форсирование развития ядерной энергетики;

- повышение надежности топливо- и энергоснабжения путем создания необходимых резервов производственных мощностей в отраслях топливно-энергетического комплекса.

С целью повышения надежности электроснабжения потребителей и получения определенного народнохозяйственного экономического эффекта электростанции объединяются на параллельную работу в районные энергосистемы, которые в свою очередь при развитии объединяются в объединенные энергосистемы. Объединение электростанций в энергосистемы дает ряд преимуществ:

- повышается надежность электроснабжения потребителей;

- уменьшается требуемый резерв в энергосистеме;

- улучшается условия загрузки агрегатов благодаря выравниванию графика нагрузки и снижению максимума нагрузки энергосистемы;

- появляется возможность более полного использования генерирующих мощностей электростанций;

- улучшаются технико-экономические показатели энергетики из-за возможности использования более мощных и экономичных агрегатов;

- улучшаются условия эксплуатации энергохозяйства;

- создаются условия для оптимального управления развитием и режимами работы энергетики в целом как подсистемы народного хозяйства страны, для создания автоматизированной системы (АДСУ), а также для создания автоматизированной системы управления энергетикой как отраслью народного хозяйства.

Электрификация, то есть производство, распределение и применение электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства и быта населения, ─ один из важных факторов технического прогресса.

На базе электрификации стала развиваться промышленность, электроэнергия начала проникать в сельское хозяйство и транспорт. Весь опыт развития электрификации показал что, надежное, высококачественное и дешевое электроснабжение можно получить только от крупных районных электростанций, объединенных между собой в мощные энергетические системы. На крупных электростанциях районного масштаба с линиями электропередачи большого радиуса действия вырабатывается наиболее дешевая электроэнергия, прежде всего из-за высокой концентрации ее производства, а также благодаря возможности размещать электростанции непосредственно у дешевых источников электроэнергии ─ угля, сланцев, на больших реках.

Электроснабжение производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением промышленности и городов. Главная из них ─ это необходимость подводить электроэнергию к огромному числу сравнительно маломощных объектов, рассредоточенных по всей территории страны. В результате протяженность сетей (в расчете на единицу мощности потребителя) во много раз превышает эту величину в других отраслях народного хозяйства, а стоимость электроснабжения в сельском хозяйстве составляет до 75% общей стоимости электрификации, включая затраты на приобретение рабочих машин.

Сказанное выше наглядно показывает, какое большое значение имеет проблема электроснабжения сельского хозяйства. От ее рационального решения в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии в сельском хозяйстве и быту сельского населения. Поэтому первостепенная задача правильного электроснабжения заключается в доведении стоимости электроэнергии до минимальной. Этого следует добиваться при соблюдении всех правил, требований и норм и прежде всего необходимого качества электроэнергии то есть постоянства частоты и напряжения, а также надежности ее подачи.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

При проектировании рассмотрены вопросы реконструкции подстанции “Рождественское” 35/10. Подстанция находится в поселке Рождественское Костромской области Шарьинского района, предназначена для снабжения электрической энергией сельских потребителей.

Шарьинский район находится в зоне дерново-подзолистых почв. Исходными породами для образования почв послужили породы ледникового периода. По механическому составу почвы представлены песчаными, супесчаными, суглинистыми разновидностями.

Дерново-подзолистые почвы характеризуются непрочной структурой.

Более сложным природным фактором является климат. Он изучается по элементам: осадки, температура, ветры.

Климат Шарьинского района умеренно-континентальный: лето сравнительно короткое, умеренно теплое, зима продолжительная, умеренно холодная и достаточно снежная. Самым холодным месяцем является январь, а самым теплым июль. Преобладающим направлением ветра зимой является юго-западное и южное; весной - юго-западное и северо-западное; летом западное; осенью юго-западное.

Краткая характеристика района расположения подстанции:

1. Сейсмичность пункта (в баллах по ГОСТ 6249-52) – ниже 6 баллов.

2. Среднегодовое количество осадков – 568 мм.

3. Среднегодовая продолжительность безморозного периода – 185 дней.

4. Средняя высота снежного покрова – 57 мм.

Нормативный скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли с повторяемостью 1 раз в 10 лет – 40 .

1. Толщина стенки гололеда на высоте 10 м над поверхностью земли с повторяемостью 1 раз в 10 лет – для первого района по гололеду- 15 мм.

2. Нормативная глубина промерзания грунта – 1,7 м.

3. Среднегодовое число грозовых дней – 19 дней продолжительностью 43 часа в год.

Окружающая атмосфера не загрязнена, концентрация пыли в окружающей среде – 10 .

1. Температура наружного воздуха:

средняя наиболее холодной пятидневки – 35 .

максимальная – +32 .

минимальная – - 49 .

гололеде – -7 .

1. Основанием фундаментов служат насыпные супесчаные грунты подстилаемые суглинками. Грунтовые воды скрыты на глубине 5 м. В весенний период возможен подъем на 1 м по сравнению с замеренным. Грунтовые воды агрессивными свойствами не обладают.

2. ОБОСНОВАНИЕ НАГРУЗОК НА СТОРОНАХ 35/10 кВ

В качестве исходных материалов используются данные диспетчерской службы, службы подстанций, службы релейной защиты – Электрические сети ОАО “Костромаэнерго”.

Исходные данные заданы:

а). В виде значений полных мощностей на сторонах 10, 35 кВ; токов на этих же сторонах и на каждом из фидеров 10 кВ. Эти данные приведены в ведомостях режимных дней для двух случаев: режимный день максимальной нагрузки 20 декабря 2006 года и режимный день минимальной нагрузки 20 июня 2006 года (табл. приложения 1 и 2).

б). В виде однолинейной схемы подстанции “Рождественское” с обозначением существующего оборудования.

Обработка информации режимных дней производится с помощью математического пакета “Mathcad” с последующим построением соответствующих графиков нагрузки трансформаторов (на сторонах 10, 35кВ) и графиков нагрузки подстанции в целом.

По данным планового отдела Электрические сети ОАО “Костромаэнерго”, район, питающийся от подстанции “Рождественское”, находится в экономическом кризисе. В районе не развивается производство, подстанция питает только сельских потребителей, нагрузка на подстанции очень маленькая (таблицы приложений 1,2), трансформаторы работают с существенным недогрузом. Рост нагрузки прогнозируется 2% в год.

3. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ПО РЕЖИМНЫМ ДНЯМ И ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Согласно графикам нагрузки необходимость уменьшения мощности трансформаторной подстанции “Рождественское” обусловлена снижением нагрузки. Уменьшение нагрузки вызвано прекращением работ сельских хозяйств (которые питает данная подстанция), снижением нагрузки сельских потребителей (уменьшение численности населения).

Данные существующей нагрузки в зимний и летний периоды представлены в приложении: таблицы 1,2,3 и таблица 4; по данным которых, строится график существующей нагрузки подстанции. Эти данные получены при проведении мероприятий контроля нагрузки в режимные дни, которые для определения значений нагрузки в зимний период были выполнены 20 декабря 2006 года (табл. 1 и 2 приложения), а для значений в летний период 20 июня 2006 года (табл. 3 и 4 приложения).